ISO 178 | 3-punktowa próba zginania tworzyw sztucznych
3-punktowa próba zginania zgodnie z ISO 178 służy do określania właściwości zginania materiałów hartowanych i termoplastycznych. Głównymi wynikami tego badania są moduł zginania, który jest obliczany na podstawie początkowego nachylenia na wykresie naprężenie-wydłużenia, wytrzymałość na zginanie i wydłużenie przy zginaniu w momencie zniszczenia badanej próbki. W przypadku rozciągliwych tworzyw sztucznych naprężenie zginające jest zwykle określane przy określonym ugięciu.
Konstrukcja badawcza w 3-punktowej próbie zginania zgodnie z ISO 178 składa się z dwóch równoległych podpór i centralnie umieszczonego noża zginającego, pomiędzy którymi standardowa próbka do badań jest odkształcana w obszarze małych kątów zginania. Poprzez odpowiedni pomiar sił zginających i ugięcia wyznacza się naprężenie i wydłużenie włókien krawędziowych próbki, z czego wyliczane są poszczególne wyniki badań w postaci parametrów jednopunktowych.
Inną znormalizowaną metodę charakteryzowania właściwości tworzyw sztucznych na zginanie opisano w normie ASTM D790 .
Cel & wartości charakterystyczne Przeprowadzenie badania Kształt próby & Wymiary Wymagania, dotyczące badania Środki pomiarowe Możliwości automatyzacji Proszę o poradę Downloads
Cel i wartości charakterystyczne 3-punktowego badania na zginanie zgodnie z ISO 178
3-punktowe próby zginania, które są opisane w ISO 178 i w ASTM D790 , reprezentują klasyczne, znormalizowane metody charakteryzowania sztywnych i półsztywnych tworzyw sztucznych. Określone właściwości zginania mają ogromne znaczenie dla projektantów, inżynierów i producentów, ponieważ pozwalają upewnić się, że użyte tworzywo sztuczne spełnia wymagania zamierzonego zastosowania.
Typowymi wynikami badawczymi są:
- Moduł zginania i wytrzymałość na zginanie: Moduł zginania jest miarą sztywności materiału i wskazuje, jak dobrze może on wytrzymać obciążenia zginające. Wytrzymałość na zginanie wskazuje maksymalne obciążenie, jakie materiał może wytrzymać podczas zginania, zanim ulegnie zerwaniu.
- Naprężenie przy wydłużeniu 3,5 %
- Naprężenia i wydłużenia w punkcie plastyczności i przy zerwaniu próbki
Przeprowadzenie 3-punktowej próby zginania zgodnie z ISO 178
- Podczas 3-punktowej próby zginania zgodnie z ISO 178 próbka z tworzywa sztucznego w kształcie beleczki lub płytki zostaje ulokowana między dwoma podporami.
- Następnie przykłada się siłę prostopadle do górnej części próbki, w połowie odległości między podporami.
- Mierzy się siłę i odkształcenie próbki w celu określenia modułu sprężystości i wytrzymałości na zginanie. Wydłużenie ugięcia zostaje zmierzone z pomocą ekstensometru makroXtens .
Kształty & wymiary próbek zgodnie z ISO 178
Zgodnie z ISO 178 w celu scharakteryzowania masy formierskiej, próbki do 3-punktowej próby zginania pobiera się ze środkowej części uniwersalnej próbki do badań zgodnie z ISO 20753 . Polimer bada się w tym samym stanie przetworzenia, co w próbie rozciągania.
| Norma | Typ | Uwaga | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L mm | Kształt |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 20753 | A1 | Próbka uniwersalna przez metodę wtrysku | ≥150 | 80±2 | 20±0,2 | 10±0,2 | 4,0±0,2 | 115±1 | Próba wiosełkowa |
| ISO 178 | - | środkowa część próbki uniwersalnej | - | ≥80 | - | 10±0,2 | 4 (korzystna) | - | Próba beleczkowa |
Wymagania dla 3-punktowej próby zginania
- Obliczanie naprężeń i wydłużeń zginających zwykle przeprowadza się przy założeniu małych ugięcia i pominięciu tarcia na podporach. Z tego powodu normy ograniczają procedurę do wydłużenia przy zginaniu wynoszącego 3,5%, co odpowiada ugięciu 6 mm dla próbki ISO o wysokości 4 mm. Zakładany błąd obliczeniowy norm w tym zakresie jest nadal mniejszy niż 1% wartości zmierzonej.
- Pomiar wymiarów próby wymaga szczególnej ostrożności podczas prób zginania. Ponieważ grubość próbki jest uwzględniana kwadratowo w obliczeniach naprężenia zginającego, błąd pomiaru również zależy od funkcji kwadratowej. Błąd pomiaru wynoszący zaledwie 0,1 mm przy wysokości próbki wynoszącej nominalnie 4,0 mm powoduje już błąd w naprężeniu zginającym wynoszący około 5%.
- Pomiar ugięcia osiąga się w zależności od celów laboratorium badawczego. W zależności od celu i tym samym złożoności badania, ISO 178 zaleca różne rodzaje pomiarów ugięcia:
| Rodzaj badania | I | II | III | IV |
|---|---|---|---|---|
| Wymagany cel badania | tylko naprężenie / wytrzymałość | Naprężenie / Wytrzymałość / Wydłużenia większe 1% | Naprężenie / Wytrzymałość / Wydłużenia / powtarzalna i precyzyjna wartość modułu | Naprężenie / Wytrzymałość / Wydłużenia / poprawna i precyzyjna, a zatem dokładna wartość modułu |
| Rodzaj pomiaru ugięcia | nie wymaga pomiaru | z drogi trawersy | z drogi trawersy z korektą elastyczności | pomiar bezpośredni za pomocą urządzenia do pomiaru ugięcia |
- W najprostszym przypadku (Rodzaj I) należy określić jedynie maksymalną siłę lub naprężenie, tak aby nie był konieczny pomiar ugięcia.
- Jeżeli mają zostać określone tylko ugięcia, które powodują wydłużenie włókien krawędziowych większe niż 1% (Rodzaj II), na przykład granicę zginania 3,5%, wówczas wystarczy prosty pomiar za pomocą czujnika drogi trawersy maszyny wytrzymałościowej.
- Zdefiniowany w normie Rodzaj III opisuje przypadek zapewnienia jakości lub zadania badawczo-rozwojowego z pomiarem modułu zginania, który służy jedynie do wewnętrznego porównania lub monitorowania tolerancji, a więc nie tyle chodzi o dokładność, co o dobrą powtarzalność pomiaru. W tym przypadku, aby uprościć konfigurację badania, można pracować z czujnikiem drogi trawersy maszyny wytrzymałościowej i korektą elastyczności.
- Jeżeli mają zostać osiągnięte dokładne i prawidłowe wyniki badań Rodzaju IV , które można porównać z innymi laboratoriami badawczymi, wówczas bezwzględnie konieczne jest zastosowanie bezpośredniego pomiaru ugięcia w klasie dokładności 1 zgodnie z ISO 9513.
Rozpocznij badanie łatwo i bezpiecznie zgodnie z ISO 178 z pomocą testXpert
Dzięki oprogramowaniu badawczemu testXpert operatorzy mogą szybko nauczyć się podstaw i od razu rozpocząć badanie. Widzisz tylko odpowiednie zadania i jesteś prowadzony krok po kroku przez badanie zgodnie z ISO 178 .
- Wszystkie wartości charakterystyczne i ustawienia ISO 178 zostaną uwzględnione w standardowych specyfikacjach programów zgodnie z normą. Oprogramowanie badawcze prowadzi Cię krok po kroku przez badanie.
- Użytkownicy widzą tylko kroki, które muszą wykonać. Te są określane w zarządzaniu użytkownikiem .
- Wymiary próby zgodnie z ISO 178 są przesyłane bezpośrednio do oprogramowania badawczego poprzez podłączenie mikrometru i suwmiarki cyfrowej co pozwala zaoszczędzić czas i uniknąć błędów.
- testXpert zapewnia maksymalną wydajność badania. Badasz do 30% szybciej.
Szybko i bez błędów zachowuj przegląd
- Dzięki standaryzowanym interfejsom specyfikacje badawcze są szybko i bezbłędnie wczytywane z systemu ERP lub QA, a wyniki są odtwarzane po badaniu. Oszczędza to czas transmisji i zapobiega błędom.
- Ocena wszystkich wartości charakterystycznych z różnych serii badawczych jest możliwa poprzez centralny dostęp do wszystkich danych badawczych z pomocą testXpert Analytics . Także poza ISO 178: Moduł rozciągania, moduł zginania, wytrzymałość na rozciąganie, udarność z karbem, szybkość płynięcia i inne parametry można łatwo porównać i ocenić.
- Trend Analysis pozwala wykryć długoterminowe odchylenia za pomocą prostej oceny długoterminowej.
Urządzenie do 3-punktowego zginania dla ISO 178
Ważną cechą profesjonalnie zaprojektowanych urządzeń do zginania oprócz dokładności wymiarowej jest ich dokładne ustawienie. Podpory muszą być bardzo dokładnie dopasowane względem siebie i stempla gnącego. Błędy kątowe tworzą na wykresie naprężenie-wydłużenie tzw. „bazę krzywej”, co może znacząco zafałszować wyznaczenie modułu. Regulowane podpory i przemyślane wzorce znacznie ułatwiają to zadanie. Ograniczniki próby na podporach ułatwiają precyzyjne pozycjonowanie próby.
Urządzenie do 3-punktowego zginania z wzorcem odstępu zgodnie z ISO 178:
- Za pomocą urządzenia zginającego ZwickRoell można przeprowadzić badania do maksymalnych sił 20kN. Maksymalne ugięcie wynosi przy tym 36 mm.
- Dzięki wzorcowi odstępu do regulacji odległości podpór i ogranicznikom próbki urządzenie do zginania można wyregulować zgodnie z normami, dotyczącymi badań zgodnie z ISO 178 i także ASTM D790 .
- Zgodnie z normą ISO 178 dla próby 3-punktowego zginania wynosi odstęp podpór 64 mm przy promieniu podpór i stempla 5 mm i szerokości podpór 40 mm.
- Podpory można centrować w pewnej odległości od siebie i od stempla gnącego oraz można je bardzo precyzyjnie ustawić w osi podpór.
- Ograniczniki próby można łatwo regulować i pozycjonować za pomocą wzorca odstępu, odpowiednio do szerokości próby 10 mm (ISO 178) i 12,7 mm (ASTM D790).
ISO 178 - Rozwiązania ZwickRoell do pomiaru ugięcia
Wyniki próby 3-punktowego zginania zgodnie z ISO 178 pokazują w szczególności zachowanie materiału w pobliżu powierzchni badanej próbki. W porównaniu z próbą rozciągania mierzone ugięcie jest około czterokrotnie większe niż zmiany długości podczas próby rozciągania.
- W odniesieniu do wymagań, dotyczących pomiaru ugięcia zgodnie z badaniem rodzaju Art III maszyny wytrzymałościowe ZwickRoell mogą kompensować odkształcenia ramy obciążeniowej, czujnika siły i narzędzia zginającego z pomocą oprogramowania badawczego testXpert . Umożliwia to wykonanie wystarczająco dokładnych pomiarów za pomocą czujnika drogi trawersy maszyny wytrzymałościowej. Upraszcza to obsługę maszyny wytrzymałościowej, szczególnie dla celów kontroli jakości.
- Jeżeli wymagana jest duża precyzja porównawcza, jak w przypadku badania rodzaj IV zgodnie z ISO 178, wówczas zaleca się stosowanie ekstensometru, który pozwala na ugięcie pod badaną próbką bez żadnego obciążenia. ZwickRoell oferuje odpowiednie macki pomiarowe do badania zginania, które można po prostu włożyć do automatycznego ekstensometru makroXtens lub multiXtens zamiast macek do rozciągania.
Ramy obciążeniowe do próby 3-punktowego zginania zgodnie z ISO 178
Do przeprowadzenia próby 3-punktowego zginania zgodnie z ISO 178 mogą zostać zastosowane nasze uniwersalne maszyny wytrzymałościowe zwickiLine, ProLine i AllroundLine .
Zautomatyzowana próba 3-punktowego zginania zgodnie z ISO 178
Personel jest mocno ograniczony, szczególnie w przypadku dużych ilości próbek. System badawczy do automatycznego badania tworzyw sztucznych odciąża wykwalifikowany personel laboratoryjny od rutynowych zadań. Dzięki temu pracownicy są dostępni do bardziej złożonych zadań, takich jak interpretacja uzyskanych danych, ewaluacja, ocena nowych materiałów czy działalność badawcza.
Specjalnie do automatycznego przeprowadzenia próby 3-punktowego zginania zgodnie z ISO 178 można zastosować nasze automatyczne systemy badawcze roboTest N, roboTest L i roboTest R .
Porównanie naszych automatycznych systemów badawczych do tworzyw sztucznych Proszę o poradę
